Геотермальная энергетика

       Особенность американского климата – суровая  необходимость как зимнего обогрева, так и летнего охлаждения помещений. Поэтому почти все ТНУ здесь работают в реверсивном режиме. Системы используются повсеместно.

       Больше  всего преуспели в развитии технологии как геотермального отопления, так и других вариантов использования тепловых насосов, страны Европы. Если к 1980 году во всей Западной Европе было 150 тысяч систем, то только за 2010-ой было продано свыше 450 тысяч установок. Из всех насосов геотермальные составляют четверть. Тепловые насосы типа воздух-воздух популярны более всего в Норвегии и Финляндии (более 80% все устройств). Этому процессу поспособствовало принятие «Директивы по энергетическим показателям зданий» в 2003-ем.

       Безоговорочный  лидер в интенсивности перехода на альтернативные источники энергии, и теплонасосные установки в частности, - Швеция. Неудивительно – правительство этой страны поставило амбициозную цель: до 2020 года полностью перейти на возобновляемые источники энергии. ТНУ в этом плане отведена главная роль.

       Экологическое мышление в Швеции вошло в моду – как для простых граждан, так и для производителей оборудования. Моду подстегнули еще и кнутом (налоги на нефтяной бизнес возросли) и  «прикормили» пряником (субсидия до 3 тысяч  долларов США на приобретение геотермальных  тепловых насосов).

       Все это способствовало тому, чтобы Швеция стала неоспоримым лидером по количеству ТНУ в Европе. К примеру, только в 2010 году было продано более 150 тысяч тепловых насосов.

       Здесь переход на теплонасосные установки также стимулируется за счет государства и во Франции. Компании, предлагающие экологически чистые установки, пользуются налоговыми льготами. Граждане, приобретающие системы, – налоговым кредитом (до 50%) или экспресс кредитом. В результате подобных мер продажи подскочили вверх: в 2009 продали 65 тысяч тепловых насосов, что вывело Францию на второе место в Европе после Швеции. Активно продаются и системы кондиционирования на базе тепловых насосов: с января по апрель 2009 года объем вырос вдвое. За год была продана 51 тысяча блоков.

       В Германии действуют строгие нормы  по энергоэффективности зданий – «Общенациональные нормы по потреблению энергии». Жесткие требования стимулируют развитие рынка тепловых насосов. За 2006 год рост продаж составил 250%. К середине 2009 года общее количество тепловых насосов в стране превысило 300 тысяч. Германия занимает четвертое место в Европе, немного уступая Финляндии.

       Правительство Великобритании, заботясь об окружающей среде, проводит сейчас второй этап компании «Низкоуглеродное строительство». Для этих целей субсидируют переход жилых и общественных зданий на тепловые насосы и поощряют применение их в проектах новой застройки. Для этих целей за 2008-2009 годы было выделено 50 миллионов фунтов стерлингов.

       Подобные  программы действуют в Испании  и Австрии. А в Швейцарии один тепловой насос приходится на два  километра территории. По удельному  количеству ТНС (на тысячу населения) маленькая  страна занимает одно из первых мест в  Европе.

       Япония  – не только один из лидеров по количеству производимых и продаваемых теплонасосов, но и передовик в деле улучшения технологии. Именно здесь разрабатываются новые хладагенты (антифризы) и современные установки. Несколько институтов работают над повышением КПД систем. Лишь за последние десять лет он вырос более чем в два раза. Почти все кондиционеры (как бытовые, так и промышленные), которые используются в стране, – это теплонасосы. В 2010 году в стране восходящего солнца было более пяти миллионов систем на базе хладагента CO². Через пару лет все жилые дома здесь будут отапливать кондиционерами на базе тепловых насосов.

       Самая быстро развивающаяся экономика  в мире испытывает острую нехватку энергоресурсов, поэтому власти Китая обратили внимание на тепловые насосы. Вскоре и здесь будут предоставлять субсидии владельцам зданий, которые перейдут на возобновляемые источники энергии, в том числе и геотермальное отопление. Несмотря на то, что рынок только развивается, его объемы впечатляют: в год продают около 15 миллионов кондиционеров на базе тепловых насосов.

       4. Геотермальная энергетика в Беларуси 

       В республике уже накоплен некоторый  опыт применения тепловых насосов для  использования энергии Земли  в народнохозяйственных целях. Ведены в действие целый ряд геотермальных  установок, использующих даже относительно холодные подземные воды. Например, под Минском возле деревни  Новый Двор с помощью теплового  насоса отапливается здание. Еще в 1997 году была выполнена установка геотермальной  воды для теплоснабжения насосной станции  Вицковщина в Минском районе, а затем и на других насосных станциях. Есть ряд других положительных примеров такого рода.

       Использование относительно холодных подземных источников (с температурой не более 10°С) требует установки тепловых насосов с электрическим приводом компрессоров. Потребляя 1 кВт электрической мощности, такое устройство дает на выходе 3-4 кВт мощности в виде тепловой энергии. Термальный насос начинает мощно работать уже при температуре воды больше 12º С. На востоке Беларуси температура подземных вод может достигать 80-90º С, а на западе – 25-30ºС. Но на востоке страны есть сложности с добычей геотермальной энергии, т.к. подземные воды находятся на большой глубине.

       Конечно, выгоднее использовать высокотемпературные  подземные воды. Но они в Беларуси залегают, как правило, на значительной глубине. Если пробурить скважину на 100 метров, то в среднем получим температуру воды 10°С, если более 400 м, то 20°С. Под Речицей зафиксированы скважины с температурой геотермальных вод около 100°С и более. Но в таких случаях речь идет о глубинах порядка 4 000 м, стоимость же 1 метра скважины — 600 долларов США. По сегодняшним меркам — дорого (1 км скважины — это 600 тысяч долларов). А также следует к этому добавить трудности, связанные с тем, что на больших глубинах термальные воды, как правило, сильно минерализированы и агрессивно воздействуют на трубы и насосные агрегаты. Но многие страны работают и таких условиях.

       Характерен  пример Германии. По данным Геотермического  центра Бохума, государство всячески поощряет исследования в области  геотермии и практическое использование подземного тепла. Оно, например, дает гарантию, что производители геотермальной энергии 20 лет могут продавать энергию по выгодной цене — 15 евроцентов за киловатт-час. Если кто-то собирается построить дом и использовать тепло земли, он получает финансовую поддержку. В результате отопление жилья геотермальными источниками приобретает все более широкий размах и «прирастает» быстрее, чем другие альтернативные виды энергетики. Так, в Северном Рейне — Вестфалии около 10 процентов новостроек ориентируется на подземное тепло.

       Земли Беларуси хранят немалые энергетические ресурсы такого рода. Речь может идти, например, о 50 кг условного топлива на квадратный метр земной поверхности, а под Речицей и в районе Восточно-первомайской нефтяной площади — даже около 1 000 кг и более. В Беларуси термальных установок около 15, в основном возле Минска и на западной границе страны. В настоящее время на базе предприятия “Тепличный комбинат “Берестье” осуществляется пилотный проект по строительству геотермальной станции и использованию геотермальной энергии. Теплая вода в 30ºС добывается с глубины 950 м.

       Развитие  технологий извлечения геотермальной  энергии, использование в указанных  целях уже пробуренных и неэксплуатируемых  нефтяных скважин, задействование низкотемпературных геотермальных источников — это  те направления использования тепла  недр Земли, которые могут и должны уже сегодня получать развитие. Нужны  также финансово-экономические рычаги поддержки этого вида инноваций.

       Заключение 

       Несомненно, что в ближайшие десятилетия  уголь, нефть и газ будут основополагающими  топливами для получения электрической  и тепловой энергии. И самая главная  этому причина - их относительная  простота добычи и непосредственно  использования в качестве топлива. В настоящем реферате показаны преимущества использования альтернативных источников энергии (геотермальной энергетики), описан мировой опыт использования установок данного типа, а также проанализированы перспективы введения в эксплуатацию термальных установок в Беларуси. Все эти схемы опираются на реально существующие и работающие установки. Так что сокращение потребления органического топлива электростанциями для выработки электроэнергии не такая уж и фантастика, а вполне осуществимая задача, в решении которой альтернативная энергетика сыграет решающую роль.

       Список  использованной литературы 

       1. Алхасов, А. Б. Повышение эффективности использования геотермального тепла / А. Алхасов // Теплоэнергетика. – 2009. – N 3. - С. 52-54.

       2. Конеченков, А. Е. Новые энергетические директивы ЕС / А. Конеченков // Электропанорама. - 2008. – N 6. – С. 38-41.

       3. Магомедов, А. М. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии / А. М. Магомедов. – М.: Энергия. – 2007. – С. 189.

       4. Кононов, Ю. Д. Энергетика и  экономика. Проблемы перехода  к новым источникам энергии  / Ю. Д. Кононов. – М.: Наука.  – 2008. – С. 358.