Геотермальная энергетика: состояние, проблемы, перспективы использования в Республике Беларусь

Вместе с тем, хотя эти источники мо­гут в совокупности обеспечивать лишь небольшое замещение потребляемого в настоящее время топлива, их широ­кое применение в ближайшее время очень важно по нескольким причинам. Во-первых, работа по их использова­нию будет способствовать развитию собственных технологий и оборудова­ния, которые впоследствии могут стать предметом экспорта; во-вторых, эти ис­точники, как правило, являются эколо­гически чистыми; в-третьих, их приме­нение само по себе обеспечивает вос­питание людей, направляя их сознание от расточительной к рациональной экономике.

Однако высокая минерализация термальных вод, низкая производительность имеющихся сква­жин, их малое количество и в целом сла­бая изученность ситуации не позволяют рассчитывать на освоение этого вида возобновляемой энергии в ближайшие 10-15 лет [3].

Заведу­ющий лабораторией геотермии ГНУ «Институт геохимии и геофизики ПАН Беларуси» кандидат технических наук Владимир Зуй считает, что Беларусь имеет ресурсы подзем­ного тепла, которые можно успешно ис­пользовать. Но, к сожалению, она очень отстает в этом вопросе не только от ведущих стран, но и от ближайших со­седей — Польши, России, Украины, Лит­вы [4].

В Беларуси нет геотермальных стан­ций, а вот несколько геотермальных ус­тановок работает на водозаборах Мин­ска. Предназначены они для отопления водозаборных сооружений.

Первые сведения о тепловом поле Беларуси стали появляться в послевоенные годы. Нефтепродукты в Совет­ском Союзе стоили дешево, и поэтому о строительстве геотермальной станции речи не шло — слишком нерентабельной выглядела бы эта затея по тем временам.

В целом вся территория республи­ки обладает низкопотенциальными запа­сами земного тепла, пригодными для со­здания геотермальных установок с теп­ловыми насосами [4].

Однако имеющиеся данные по изучению плотности теплового потока и измерению температур в скважинах, выполнявшиеся в Институте геологических наук в течение ряда лет лабораторией геотермальных исследований, а также оценки, сделанные по смежным регионам, показывают перспективность территории республики для добычи подземного тепла.

Наиболее легко разрабатываемых источ­ников геотермальной энергии на террито­рии Беларуси пока не обнаружено, преоб­ладают месторождения 3-го типа, а именно месторождения геотермальной воды (содержат горячую воду или пар и воду). Это резервуары, которые образуются в результате наполнения подземных полостей водой атмосферных осадков, нагреваемой
близко лежащей магмой [6].

Однако имеется ряд рай­онов с теплыми и горячими подземными водами в недрах. Наиболее прогре­той тектонической структурой является Припятский прогиб, расположенный на юго-востоке республики в Гомельской области. Эта структура имеет 18 градусов в районе Солигорска, а в районе населенных пунктов Речица, Осташковичи, Первомайск, Давыдовка, Светлогорск, расположенных в Го­мельской области, и возле г. Бреста она уже повсеместно достигает 25°С. В отдельных местах температура еще выше. С увеличением глубины темпера­туры здесь также увеличиваются. Например, температура 50°С достигается на глубине 1800 м в скважине Веткинская 4 и на глубине 1360 м в скважине Борщевская 7. Более высокие температуры 90-100°С отмечены на глубинах 3800-4200 м (скважины В.Семеновская 2, Туровской депрессии, Веткинская 4, Михальковская 3).Температура еще выше в ряде случаев на поверхности кристаллического фундамента на глубинах 5-5,5 км в северной зоне прогиба (в полосе населенных пунктов Борщевка, Александровка, Виша, Речица, Светлогорск, Сосновый Бор, Мармовичи, Давыдовка, Паричи). Теплые воды и рассолы с температурой 50-79°С выявлены практически по всей террито­рии Припятского прогиба южнее линии Гомель — Слуцк вплоть до границы с Украиной на юге, с Польшей — на западе. Тепловая аномалия существует в районе между Микашевичами, Житковичами и Туровом, где фундамент погружен на глубину более 4 км. Однако здесь пробурены лишь одиночные глубокие скважины и аномалия еще не оконтурена в должной мере. Плот­ность теплового потока изменяется в среднем в Припятском прогибе от 50 до 70-80 мВт/м2, а в пределах соляных куполов, например, на Первомайской площади он может превышать 100 мВт/м2. Дебит (объемный расход) отдель­ных скважин составляет 70 м3/ч.

В Брестской впадине мощность платформенного чехла вдвое меньше, чем в Припятском прогибе. Она увеличивается в направлении границы с Польшей. Соответственно температура на поверхности фундамента достигает только 30-35°С, что позволяет рассматривать эту территорию как перспек­тивную, главным образом, для обогрева теплиц. Температура на поверхно­сти фундамента в Оршанской впадине (основная часть Витебской и Могилевской областей) составляют только 20-30°С при глубине залегания фундамента менее 2 км. Обилие озер в Витебской области в сочетании с возможностью добычи теплых вод для их подогрева в зимнее время представляет интерес для развития технологии промышленного выращивания рыбы. В районе озера Нарочь имеется небольшая теплая аномалия, однако её границы пока не оконтурены.

За более чем 30 лет глубокого бурения в Припятском прогибе пробурены тысячи скважин. Некоторые из них являются нефтяными. Ряд скважин, расположенных за пределами нефтяных залежей, в принципе могут быть пригодными для добычи термальных вод после проведения соответствующего дооборудования и при необходимости восстановительных и ремонтных работ. Предварительно ожидается, что такие «подземные котельные» могут быть выполнены в районе г. Гомеля, Микашевичи, Житковичи, Бреста и, возможно, -  Мостов, Скиделя, Гродно.

Большая часть затрат на освоение геотермальной энергии связана в настоящее время с бурением скважин, необходимых для извлечения из недр паpa или горячей воды. Эти скважины не столь глубоки, как нефтяные, одни их диаметр больше (достигает 60 см). Высокое содержание солей в геотермальной воде приводит к тому, что через несколько лет работы происходит закупорка скважин. В результате их необходимо прочищать или требуется бурить новые скважины.

Особенностью термальных вод Республики Беларусь явля­ется их сплошная рассредоточенность по площади. Хотя они и недостаточной плотности, но зато у них есть неоспори­мое преимущество в том, что могут при­меняться практически повсеместно [1].

Беларусь пока на подступах к освоению у себя геотермальных вод. По мнению В. И Зуя, заведу­ющего лабораторией геотермии ГНУ «Институт геохимии и геофизики ПАН Беларуси» кандидата технических наук, в первую очередь усилия должны быть направлены на реализацию двух-трех пилотных демонстрационных про­ектов. Один — для вертикальной схе­мы — с применением скважин, добыва­ющих теплую пресную воду, другой — для горизонтальной (циркуляционный контур, заглубленный в грунт по практи­ческому использованию подземного тепла) и третий — использующий высо­коминерализованные горячие воды в Припятском прогибе. Добытое тепло можно будет использовать для обогрева школы, детского сада, теплич­но-парникового хозяйства. Однако надо учесть, что для реализации даже не­большого проекта потребуется значи­тельное финансовое обеспечение. Про­рабатывается вопрос о строительстве геотермальной станции для Брестского парникового тепличного комбината.

Если пробурить не одну, а несколько скважин для забора термальной воды, к примеру, в Речице или Светлогорске и заменить городские котельные геотермальными станциями, то тепла может хватить на весь город. Строительство геотермаль­ных станций требует значительных фи­нансовых затрат, и поэтому на первом этапе целесообразнее создать в опре­деленном населенном пункте пилотную станцию и там в деталях отработать тех­нологию использования подземного тепла применительно к конкретным гео­лого-геотермическим условиям данной местности [4].

Для того, чтобы геотермия успешно развивалась в Беларуси, в первую очередь необходимо принять регламентирующие документы, в том числе и на правительственном уровне. В них должны быть отражены требования к геотермальным месторож­дениям, их разведке, проектированию и эксплуатации геотермальных систем. Требуется также республиканская программа по развитию геотермальной энергетики, а также организация обучения специалистов для практического использования гео­термальной энергии, которое до сих пор в средних и высших учебных заведени­ях Беларуси отсутствует. Финансирова­ние на научно-исследовательские рабо­ты по детальному изучению ресурсов подземного тепла на всей территории страны должно быть опережающим [8].

Все виды возобновляемых ресур­сов имеют равное право на существова­ние. Надо использовать по возможнос­ти те, которые наиболее экономически обоснованны. Ставка на геотермальную энергетику — реальный путь для оздо­ровления экономики и решения многих социальных проблем Беларуси. Не ис­пользовать эту возможность недальновидно и неразумно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мировое сообщество давно обсуждает тему использования альтернатив­ных источников энергии. И хотя их известны десятки, массового перехода на них не наблюдается. В то же время некоторые экспер­ты, подсчитав расходы на нефть и газ, в самом ближайшем будущем обеща­ют кардинальные перемены в этом направлении. Согласно оптимистическим прогнозам, к 2020 г. «альтернативная» доля в энергобалансе достигнет 12,9%.

Лидеры ведущих государств пока не слиш­ком рассчитывают, что скоро откроется неиссякаемый источник дешевой энергии. Но политики поняли важность темы, и вопрос о международной энергетической безопасности уже был поставлен в рам­ках мероприятий Большой восьмерки. По данным Международного энергетичес­кого агентства и Организации стран — эк­спортеров нефти (ОПЕК), в настоящее время большая часть электроэнергии в мире производится из углеводородного сырья. При этом нефть и газ растут в цене по мере исчерпания доступных месторождений [5].

Более ста лет бурение глубоких скважин велось с целью добычи нефти, но теперь накопленный специалистами опыт может быть использован для получения не менее ценного ресурса — геотермальной энергии. Общий выход тепла из недр Земли на ее поверхность значительно превышает современную мощность всех энергоустановок мира. При этом геотермаль­ные электростанции (ГеоТЭС) являются одним из наиболее дешевых альтернативных источников энергии.

В 1869 г. был впервые опубликован на­учно-фантастический роман Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой», расска­зывающий о выдуманном капитане Немо и его подводной лодке «Наутилус», чер­пающей энергию из разницы температур в глубинах океана. Спустя 140 лет фан­тастика становится реальностью.

Данная работа показала возможности развития различных направлений геотермальной энергетики Республики Беларусь, основываясь на анализе ее состояния и проблем.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.      Лосюк Ю. А. Нетрадиционные источники энергии [Текст]: учебное пособие / Ю. А. Лосюк, В. В. Кузьмич. – Мн.: УП «Технопринт», 2005. – 234 с.

2.      Брылева В. А., Воробьева Л. Б., Груша Л. В., Груша Н. М., Дробышевская Н. М., Ставров А. И. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: Учебно-методическое пособие. Мн.: Академия управления при Президенте РБ, 1996. – 61 с.

3.      Черноусов С. В. Энергетика Беларуси смотрит в будущее / С. В. Черноусов // Энергоэффективность. – 2006. - № 1. – С. 5-8.

4.      Сабина П. Энергетика XXI века / П. Сабина // Энергоэффективность. – 2009. - № 1. – С. 23-24.

5.      Кравцов Ю. Реальные перспективы альтернативной энергетики / Ю. Кравцов // Наука и инновации. – 2008. - № 5(63). – С. 10-14.

6.      Ерошевич Е. Тепло из недр Земли / Е. Ерошевич // Наука и инновации. – 2008. - № 5(63). – С. 22-23.

7.      Каныгин П. С. Возобновляемые источники энергии в энергетике Евросоюза / П. С. Каныгин // Белорусский экономический журнал. – 2009. - № 2. – С. 13-24.

8.      Юрчик И. На безымянной глубине / И. Юрчик // Рэспубліка. – 2010. – 8 вер. – С. 6

9.      Официальный сайт Министерства энергетики Республики Беларусь [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.minenergo.gov.by/

10. Википедия – свободная энциклопедия [Электронный ресурс] Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki

2