Юрий Новиков - Экология, окружающая среда и человек

Несмотря на благоприятные природные условия и большую привлекательность ветроэнергетики, у нас до сих пор нет ни огромных ветропарков, ни единичных ВЭС вокруг сельских поселков и дачных участков. Основная причина — отсутствие инвестиций. В Европе в данной отрасли превалирует народный бизнес. ВЭС строят кооперативы и акционерные общества, причем без всяких государственных дотаций. В России же осуществить дорогостоящие проекты под силу только госструктурам или крупному бизнесу.

В стране строится несколько ветроэнергетических комплексов, в том числе и демонстрационных. В ноябре 2002 г. начала работать сеть ВЭС в маловетреном Башкортостане (мощность 2,2 МВт). После ее ввода в строй общая установленная мощность всех российских ветроэлектростанций едва превысила 8 МВт — в 1000 с лишним раз меньше, чем в относительно небольшой по площади Германии.

Геотермальная энергетика. Использование геотермальных вод весьма перспективно с позиции охраны окружающей среды. Моря с кипящей водой существуют не только в сказках и фантастических романах о путешествиях на другие планеты. Немало их и на Земле. За последние годы только на территории нашей страны геологи нашли более 50 подземных горячих бассейнов.

Тепловая энергия вулканических источников используется в 62 странах, суммарная мощность станций составляет 19,3 тыс. МВт. Человечество в ожидании кризиса традиционной углеводородной энергетики все больше задумывается о развитии возобновляемых источников. За последние четыре года рост использования геотермальной энергии для производства электричества и прямого теплового потребления составил 4% в год.

В нашей стране большими геотермальными ресурсами обладают Камчатка, Чукотка, Курилы, Приморский край, Западная Сибирь, Северный Кавказ, Краснодарский и Ставропольский края, Калининградская область. По данным Института вулканологии Дальневосточного отделения РАН, геотермальные ресурсы одной только Камчатки оцениваются в 5 тыс. МВт. На Камчатке работают три геотермальные станции — Паужетская, построенная еще в 1967 г., Верхне-Мутновская и Мутновская, введенные в эксплуатацию в 1990-е годы. Суммарная мощность этих станций достигает 70 МВт и может обеспечить 25% потребностей региона в электроэнергии, ослабить зависимость от поставок дорогостоящего мазута. Отсюда интерес к геотермальной энергии.

Место для сооружения Мутновских геотермальных станций в 90 км от Петропавловска-Камчатского у подножия вулкана Мут-новский было выбрано по рекомендациям ученых Института вулканологии, которые составили прогноз теплового выноса подземных вод. Для проектирования Мутновского каскада пришлось восстанавливать российскую научную базу по этой тематике, которая после сооружения Паужетской станции не использовалась. Всероссийский теплотехнический институт участвовал в проекте одной из лучших в мире по экономическим и техническим параметрам Мутновской станции, мощность которой достигает 50 МВт.

Для регионов с вулканической активностью геотермальные источники — источник дешевой и часто беспредельной энергии. Но температура газа на рабочих лопатках турбин в этом цикле не достигает даже 200°С. Турбины для геотермальных станций делают в Калуге. Выбор Калужского турбинного завода связан с тем, что главная его специализация — турбины для подводных лодок, где температура газа на рабочих лопатках тоже относительно невысока. По этой причине в мире совсем немного стран, которые обладают технологиями, позволяющими строить турбины для геотермальных электростанций.

Россия может на своих геотермальных источниках создать сеть локальных, надежных, дешевых и экологически чистых тепло- и электростанций. Себестоимость электроэнергии на Мутновской станции минимум в два раза ниже, чем на ТЭЦ, которые работают на мазуте. В некоторых районах снабжение этой энергией может составить 50—90% общего потребления.

Развитию геотермальных станций препятствует то, что горячие подземные источники расположены в труднодоступных районах со сложными климатическими условиями. Например, вокруг Мутновской станции даже летом высятся снежные сугробы. Зимой толщина снежного покрова превышает 10 м.

На Камчатке нет иного пути, кроме развития геотермальной энергетики. Будет реконструирована старая Паужетская станция, введены новые блоки Мутновского каскада на прогрессивном бинарном цикле, разрабатывается программа строительства новой геотермальной теплостанции в поселке Елизово, планируется перевод ТЭЦ-1 с мазута на гидро- и геотермальную энергию. В России есть немало и других перспективных геотермальных проектов — в Краснодарском и Ставропольском краях, в Дагестане, Калининградской области.

Источники геотермальной энергии могут быть двух типов. Первый — пароводяные, в которых под землей сосредоточены запасы горячей воды или пара. Они характерны для районов с активной вулканической деятельностью, например, для Камчатки, Исландии, Японии. Сейчас освоены такие источники.

Второй тип геотермальных ресурсов связан с теплом сухих пород. В принципе, на Земле их очень много, и когда мы говорим, что Россия обладает большими запасами геотермальной энергии, то имеем в виду не только геотермальные месторождения, но и геотермальные источники. Весь вопрос в том, как научиться эффективно и экономно извлекать это тепло из недр Земли.

Геотермальная энергия в основном низкопотенциальна, т. е. температура воды или пара, выходящих из скважины, невысока. А это существенно сказывается на эффективности применения такой энергии. Для производства электроэнергии экономически целесообразна температура теплоносителя не ниже 150°С, в этом случае он направляется непосредственно на турбину.

Все чаще эксперты говорят об использовании раскаленного ядра Земли. В районе Нижнего Рейна был проведен эксперимент. Обнаружив 2 скважины глубиной 3,5 км, соединенные между собой трещинами в подземном граните, исследователи стали закачивать в одну из них воду под большим давлением. Из другой воду откачивали, там вода достигала температуры 135°С. По расчетам экспертов, с увеличением глубины на каждые 100 м температура поднимается на 6°С. Ученые предполагают, что уже в первые десятилетия нового века магма станет для человека новым, весьма важным энергоресурсом.

Масштабы использования термальных вод для теплоснабжения более велики, чем для производства электроэнергии, однако и они не играют значительной роли в энергетике. Как и на электростанциях, здесь используют тепло лишь термальных вод, а не окружающих пластов земли. Единичные мощности установок невелики. Они ограничены запасами термальной воды и наличием мест для ее сброса.