http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=b91df6d4-d9e2-4772-b123-401a9e959326&print=1© 2024 Российская академия наук
Использование петротермального тепла долгое время сдерживалось значительной стоимостью бурения скважин. Однако с недавних пор она снижается за счёт внедрения новых технологий, в частности в России и США. У человечества появилась реальная возможность использования глубинных ресурсов Земли.
Справка:
Рыженков Вячеслав Алексеевич, заведующий кафедрой промышленных теплоэнергетических систем Московского энергетического института (технического университета), доктор технических наук, профессор.
На каких направлениях альтернативной энергетики, с учётом наших климатических условий, необходимо сосредоточиться России? Какой источник энергии мог бы стать рентабельным?
— Один умный человек на вопрос «Сколько стоит альтернативная энергия?» ответил: «Может быть, это стоит очень дорого, но самая дорогая энергия — та, которой нет».
Сегодня человечество потребляет энергию в таком масштабе, что говорить о полноценной замене традиционной тепловой и атомной энергетики на альтернативную не приходится. В то же время энергоснабжение обособленных и удалённых потребителей с помощью нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (Солнце, ветер, биомасса и др.) — вполне реально. Трудно сказать, какой из этих видов энергии лучше, универсальных рецептов нет — каждый раз надо решать конкретную задачу, с учётом реальных природных условий разрабатывать ТЭО или бизнес-план.
Известно, что Россия, расположенная на огромной территории, является одной из самых холодных стран (среднегодовая температура составляет −5,5 градусов Цельсия, в ряде регионов отопительный период длится весь год).
Эффективное использование солнечной, ветровой, парогидротермальной (геотермальной) энергии, энергии биомассы зависит от географического и климатического «везения», то есть возможно лишь локальное применение этих источников. К тому же использование, например, энергии ветра сопряжено с возникновением экологически неблагоприятного пространства (где «птица гнезда не вьёт») и необходимостью аккумулирования энергии с учётом различной интенсивности ветровой нагрузки.
Значительно большие возможности для практически повсеместного энергоснабжения обособленных и удалённых от централизованных систем имеются у способа, базирующегося на использовании тепла глубинных пород Земли (часто употребляют термин «петротермальное тепло»). Температурный потенциал пород Земли в зависимости от региона на одной и той же глубине серьёзно разнится. Этот показатель характеризуется геотермическим градиентом температур от двух до шести градусов Цельсия на каждые 100 метров глубины. В нашей стране для получения одновременно тепловой и электрической энергии необходимы скважины глубиной более трёх километров. Петротермальный ресурс Земли огромен. Сравните: парогидротермальный ресурс составляет 115 миллионов тонн условного топлива, что более чем на порядок выше аналогичного показателя ветровой энергии, но от петротермального ресурса парогидротермальный составляет лишь 1%.
До последнего времени использование петротермального тепла сдерживалось значительной стоимостью бурения скважин. Однако себестоимость бурения снижается за счёт внедрения новых технологий, в частности в России и США. У человечества появилась реальная возможность использования глубинных ресурсов Земли. На сегодняшний день в ряде развитых стран (Германия, США, Франция и др.) реализованы уникальные проекты, позволяющие с глубин до семи километров «доставать» тепловую и электрическую энергию с температурным потенциалом до 250—300 градусов Цельсия, что позволяет с помощью одной скважины создавать энергоустановки мощностью до 10 мегаватт для снабжения энергией различных потребителей (посёлки, небольшие города, объекты специального назначения и др.).
Очевидно, что в зависимости от глубины и потенциала извлекаемого тепла стоимость тепловой и электрической энергии будет различна. Опыт эксплуатации таких энергоустановок в зарубежных странах показывает, что стоимость киловатта электрической энергии примерно вдвое выше аналогичного показателя в традиционной энергетике. Однако, принимая во внимание эффект от устранения экологического вреда в денежном выражении, производство энергии на основе петротермального тепла может быть вполне рентабельным. Ряд зарубежных стран весьма активно развивают у себя это направление, в том числе посредством дотационной деятельности.
С учётом географического положения и большой протяжённости России можно говорить о приоритетности использования именно петротермальной энергетики. Главный аргумент в пользу этого энергетического источника — его практически повсеместная доступность, что, безусловно, не исключает локальное эффективное использование других нетрадиционных источников энергии (Солнце, ветер, биомасса, малая гидроэнергетика и др.).
В мире ежегодные расходы на НИОКР в сфере нетрадиционной энергетики составляют не менее миллиарда долларов. Увеличиваются ли расходы на проведение подобных исследований в нашей стране?
— Действительно, в последние годы в России расходы на проведение научных исследований (в том числе на НИОКР) в рамках развития нетрадиционной энергетики существенно возросли. Но при этом мы весьма отстаём по этому показателю от развитых стран.
Пока доля нетрадиционных источников составляет где-то 1%. По прогнозам, к 2010—2015 годам этот показатель увеличится до 10%. При каких условиях это осуществимо?
— При условии реального изменения отношения у нас в стране к экологическим проблемам, связанным с производством тепловой и электрической энергии. Речь идёт не только о расчёте экологического ущерба, но и о создании условий выгодности производства энергии с минимальной нагрузкой на экологию, о разработке финансовых и экономических механизмов учёта «экологической» составляющей в стоимости энергии, полученной с использованием нетрадиционных и возобновляемых источников. В конечном итоге рентабельность производителей такой энергии должна быть конкурентоспособной.
Чего больше не хватает для развития альтернативной энергетики в России — научной/инженерной мысли или же системного подхода на государственном уровне?
— Для интенсивного развития альтернативной энергетики в России создан достаточно весомый задел. Вместе с тем многое предстоит сделать. Прежде всего, на мой взгляд, необходимо разработать концепцию развития отечественной энергетики на основе использования нетрадиционных и возобновляемых источников. Нужно выполнить научные изыскания по определению реального потенциала такого рода энергоресурсов, выполнить недостающий объём НИОКР с созданием опытных образцов натурного генерирующего оборудования, а после подтверждения их проектной эффективности на основе независимой экспертизы организовать масштабное внедрение, развивая параллельно с этим благоприятный инвестиционный климат.